2024-2025學(xué)年高中生物 第三章 酶的應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐 第二節(jié) 制備和應(yīng)用固定化酶教案 蘇教版選修1

2024-2025學(xué)年高中生物第三章酶的應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐第二節(jié)制備和應(yīng)用固定化酶教案蘇教版選修1課題：科目：班級：課時(shí)：計(jì)劃3課時(shí)教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為蘇教版高中生物選修1第三章“酶的應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐”第二節(jié)“制備和應(yīng)用固定化酶”。教學(xué)內(nèi)容主要包括固定化酶的原理、制備方法、影響固定化酶活性的因素以及固定化酶的應(yīng)用。此部分內(nèi)容與學(xué)生已有知識——酶的基本概念、特性及催化作用原理緊密聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生將通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，深入了解固定化酶技術(shù)及其在生物技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，如提高酶的穩(wěn)定性和重復(fù)使用次數(shù)，降低生產(chǎn)成本等，使理論知識與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，加深對酶重要性的認(rèn)識。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生以下學(xué)科核心素養(yǎng)：科學(xué)探究、理性思維、生命觀念。通過學(xué)習(xí)固定化酶的制備和應(yīng)用技術(shù)，學(xué)生將能運(yùn)用科學(xué)探究方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)實(shí)證意識。在理性思維方面，學(xué)生將學(xué)會運(yùn)用已有知識，分析固定化酶技術(shù)的原理和影響因素，提高邏輯推理和批判性思維能力。同時(shí)，強(qiáng)化生命觀念，理解生物技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，認(rèn)識到酶作為生物催化劑在生物技術(shù)中的重要作用，培養(yǎng)對生物科學(xué)的熱愛和責(zé)任感。三、學(xué)情分析本節(jié)課面向的是高中年級的學(xué)生，他們在知識、能力、素質(zhì)方面具備以下特點(diǎn)：

1.知識層面：學(xué)生已經(jīng)掌握了酶的基本概念、特性及催化作用原理，具備一定的生物學(xué)基礎(chǔ)。然而，對于固定化酶技術(shù)及其在生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，學(xué)生的了解尚淺，需要通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)來拓展知識面。

2.能力層面：學(xué)生在前期的學(xué)習(xí)中，已經(jīng)具備了一定的實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。但在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、獨(dú)立思考解決問題方面，部分學(xué)生仍存在一定困難。此外，學(xué)生在團(tuán)隊(duì)合作、溝通交流方面能力參差不齊，對課程學(xué)習(xí)有一定影響。

3.素質(zhì)層面：學(xué)生在學(xué)科素養(yǎng)方面，具備一定的科學(xué)探究意識和生命觀念，但對理性思維的培養(yǎng)仍有待加強(qiáng)。此外，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、批判性思維能力、創(chuàng)新能力等素質(zhì)方面存在一定差距，對課程學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生影響。

4.行為習(xí)慣：學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)態(tài)度總體積極，但仍有個(gè)別學(xué)生存在注意力不集中、課堂參與度不高的問題。此外，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過程中，存在操作不規(guī)范、實(shí)驗(yàn)記錄不詳細(xì)等不良習(xí)慣，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和學(xué)習(xí)效果。

針對以上學(xué)情，以下措施有利于提高本節(jié)課的教學(xué)效果：

1.加強(qiáng)課堂互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生積極參與討論，提高課堂注意力。

2.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，注重培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.組織小組合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神，提高溝通交流能力。

4.注重啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已有知識，培養(yǎng)理性思維和批判性思維能力。

5.結(jié)合生活實(shí)際，強(qiáng)調(diào)固定化酶技術(shù)在生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高自主學(xué)習(xí)能力。

6.針對不同能力層次的學(xué)生，設(shè)計(jì)不同難度的教學(xué)活動(dòng)，使全體學(xué)生都能在課堂上得到有效的提升。四、教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法：

(1)講授法：針對固定化酶的基本原理、制備方法等理論知識點(diǎn)，采用講授法進(jìn)行系統(tǒng)講解，使學(xué)生掌握基本概念和關(guān)鍵知識。

(2)討論法：在講解固定化酶的影響因素和應(yīng)用時(shí)，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，鼓勵(lì)發(fā)表見解，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和溝通交流能力。

(3)實(shí)驗(yàn)法：通過設(shè)計(jì)固定化酶實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提高實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究能力。

2.教學(xué)手段：

(1)多媒體設(shè)備：利用多媒體設(shè)備展示固定化酶的原理、制備過程和應(yīng)用案例，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受，提高學(xué)習(xí)興趣。

(2)教學(xué)軟件：運(yùn)用生物學(xué)教學(xué)軟件，模擬固定化酶實(shí)驗(yàn)過程，幫助學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟，提高教學(xué)效果。

(3)網(wǎng)絡(luò)資源：引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源查閱相關(guān)資料，拓展知識面，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點(diǎn)，本節(jié)課采用以下教學(xué)策略：

1.情境創(chuàng)設(shè)：通過引入生活實(shí)例，創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生對固定化酶技術(shù)的好奇心和求知欲。

2.逐步引導(dǎo)：在教學(xué)過程中，教師逐步引導(dǎo)學(xué)生從理論知識過渡到實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

3.分層教學(xué)：針對不同能力層次的學(xué)生，設(shè)計(jì)不同難度的教學(xué)活動(dòng)，使全體學(xué)生都能在課堂上得到有效的提升。五、教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

-教師活動(dòng)：教師提前發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)，提供相關(guān)資料和視頻鏈接，指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)固定化酶的原理和制備方法。

-學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生通過閱讀教材、觀看視頻，自主學(xué)習(xí)固定化酶的相關(guān)知識，記錄疑問。

-教學(xué)方法：自主學(xué)習(xí)法。

-教學(xué)手段：網(wǎng)絡(luò)資源、教學(xué)視頻。

-作用和目的：培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，明確學(xué)習(xí)重難點(diǎn)。

2.課中強(qiáng)化技能

-環(huán)節(jié)一：基礎(chǔ)知識講解

-教師活動(dòng)：通過多媒體展示，講解固定化酶的原理、制備方法及其影響活性的因素。

-學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真聽講，記錄關(guān)鍵信息。

-教學(xué)方法：講授法。

-教學(xué)手段：多媒體、PPT。

-作用和目的：幫助學(xué)生系統(tǒng)地掌握固定化酶的基礎(chǔ)知識。

-環(huán)節(jié)二：實(shí)驗(yàn)操作

-教師活動(dòng)：演示固定化酶實(shí)驗(yàn)操作，強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)。

-學(xué)生活動(dòng)：分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

-教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)法。

-教學(xué)手段：實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。

-作用和目的：培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，理解固定化酶的應(yīng)用。

-環(huán)節(jié)三：討論與分析

-教師活動(dòng)：引導(dǎo)小組討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析影響固定化酶活性的因素。

-學(xué)生活動(dòng)：分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論分析問題。

-教學(xué)方法：討論法。

-教學(xué)手段：小組合作、白板。

-作用和目的：提高學(xué)生的分析問題和解決問題的能力，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作。

3.課后拓展應(yīng)用

-教師活動(dòng)：布置作業(yè)，要求學(xué)生結(jié)合生活實(shí)際，設(shè)計(jì)一個(gè)固定化酶的應(yīng)用案例。

-學(xué)生活動(dòng)：完成作業(yè)，通過查閱資料，設(shè)計(jì)應(yīng)用案例。

-教學(xué)方法：探究學(xué)習(xí)法。

-教學(xué)手段：網(wǎng)絡(luò)資源、圖書館資料。

-作用和目的：激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際，提高知識運(yùn)用能力。六、拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《生物技術(shù)概論》：該書詳細(xì)介紹了生物技術(shù)的各個(gè)方面，包括固定化酶技術(shù)的原理、方法及應(yīng)用案例，有助于學(xué)生更深入地理解固定化酶技術(shù)的背景和前景。

-《酶工程》：專業(yè)書籍，涵蓋了酶的制備、改造和應(yīng)用等方面的知識，特別是固定化酶技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用，為學(xué)生提供了豐富的實(shí)例和前沿技術(shù)。

-《現(xiàn)代生物技術(shù)》：書中涉及生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用，包括固定化酶在內(nèi)的多種生物技術(shù)實(shí)踐，有助于學(xué)生了解固定化酶技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-鼓勵(lì)學(xué)生通過圖書館、學(xué)術(shù)期刊、專業(yè)數(shù)據(jù)庫等資源，進(jìn)一步研究固定化酶的制備方法及其在生物技術(shù)中的應(yīng)用研究進(jìn)展。

-學(xué)生可以探究固定化酶在不同領(lǐng)域的具體應(yīng)用，例如在食品工業(yè)中如何提高食品安全和品質(zhì)，在環(huán)境保護(hù)中如何處理有害物質(zhì)等。

-學(xué)生可以嘗試設(shè)計(jì)小型的固定化酶實(shí)驗(yàn)，如在家中利用簡單的材料進(jìn)行固定化酶的制備，觀察其催化效果，從而加深對固定化酶技術(shù)的理解。

-鼓勵(lì)學(xué)生參加科學(xué)競賽、研究性學(xué)習(xí)等活動(dòng)，將固定化酶技術(shù)作為研究主題，通過與實(shí)際結(jié)合的課題，提升解決實(shí)際問題的能力。

-組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)地考察，如參觀相關(guān)的生物技術(shù)企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)，了解固定化酶技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的運(yùn)作情況和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。七、教學(xué)反思與總結(jié)在本節(jié)課的教學(xué)過程中，我嘗試了多種教學(xué)方法和策略，取得了一定的效果，但也發(fā)現(xiàn)了一些問題。在教學(xué)方法上，我采用了講授、討論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，旨在讓學(xué)生在掌握固定化酶知識的同時(shí)，提高實(shí)踐操作能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。從課堂反饋來看，學(xué)生們對實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)表現(xiàn)出濃厚的興趣，課堂參與度較高。

然而，在課堂管理方面，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在小組討論時(shí)，容易出現(xiàn)話題偏離現(xiàn)象。為此，我將在今后的教學(xué)中加強(qiáng)引導(dǎo)，確保討論緊扣主題。此外，在實(shí)驗(yàn)操作過程中，部分學(xué)生操作不規(guī)范，這也是我需要在今后的教學(xué)中加強(qiáng)指導(dǎo)的地方。

在教學(xué)總結(jié)方面，本節(jié)課學(xué)生在知識、技能和情感態(tài)度方面取得了以下收獲：

1.知識方面：學(xué)生掌握了固定化酶的原理、制備方法及其在生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，拓展了知識面。

2.技能方面：通過實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生提高了實(shí)驗(yàn)技能和觀察分析能力，學(xué)會了團(tuán)隊(duì)合作和溝通交流。

3.情感態(tài)度方面：學(xué)生對生物技術(shù)產(chǎn)生了更濃厚的興趣，認(rèn)識到生物科學(xué)在現(xiàn)實(shí)生活中的重要性。

針對教學(xué)中存在的問題和不足，我提出以下改進(jìn)措施和建議：

1.在課堂教學(xué)中，加強(qiáng)課堂管理，確保教學(xué)活動(dòng)有序進(jìn)行。

2.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，加強(qiáng)指導(dǎo)，規(guī)范學(xué)生操作，提高實(shí)驗(yàn)效果。

3.注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，引導(dǎo)學(xué)生課下查閱相關(guān)資料，拓寬知識視野。

4.定期進(jìn)行教學(xué)反思，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，調(diào)整教學(xué)策略，以提高教學(xué)效果。八、內(nèi)容邏輯關(guān)系①重點(diǎn)知識點(diǎn)：

-固定化酶的原理

-固定化酶的制備方法

-影響固定化酶活性的因素

-固定化酶的應(yīng)用案例

②關(guān)鍵詞：

-固定化

-酶活性

-制備

-應(yīng)用

③重點(diǎn)句：

-固定化酶技術(shù)通過將酶固定在載體上，提高了酶的穩(wěn)定性和重復(fù)使用次數(shù)。

-制備固定化酶的方法有物理吸附法、化學(xué)鍵合法和包埋法等。

-固定化酶的活性受載體材料、固定化條件及環(huán)境因素等多方面影響。

-固定化酶在食品工業(yè)、環(huán)境保護(hù)和醫(yī)藥領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

板書設(shè)計(jì)：

```

固定化酶技術(shù)實(shí)踐

一、原理

1.提高酶穩(wěn)定性

2.增加重復(fù)使用次數(shù)

二、制備方法

1.物理吸附法

2.化學(xué)鍵合法

3.包埋法

三、影響活性因素

1.載體材料

2.固定化條件

3.環(huán)境因素

四、應(yīng)用案例

1.食品工業(yè)

2.環(huán)境保護(hù)

3.醫(yī)藥領(lǐng)域

```

板書設(shè)計(jì)簡潔明了，條理清晰，便于學(xué)生抓住重點(diǎn)，理解和記憶固定化酶技術(shù)的核心知識。典型例題講解例題1：

問題：簡述固定化酶的原理及其優(yōu)點(diǎn)。

解答：固定化酶的原理是通過將酶固定在載體上，使酶的活性部位暴露在外，而其余部分與載體結(jié)合。這樣既提高了酶的穩(wěn)定性，又便于酶的回收和重復(fù)使用。固定化酶的優(yōu)點(diǎn)包括提高酶的穩(wěn)定性和重復(fù)使用次數(shù)，降低生產(chǎn)成本，簡化生產(chǎn)工藝等。

例題2：

問題：列舉三種固定化酶的制備方法。

解答：固定化酶的制備方法主要有物理吸附法、化學(xué)鍵合法和包埋法。物理吸附法是通過物理吸附將酶固定在載體表面；化學(xué)鍵合法是通過共價(jià)鍵將酶與載體連接；包埋法是將酶包裹在載體內(nèi)部。

例題3：

問題：簡述影響固定化酶活性的因素。

解答：影響固定化酶活性的因素包括載體材料、固定化條件及環(huán)境因素。載體材料應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性；固定化條